【正文】 O15語音芯片的第15引腳與單片機(jī)的DATA端相連，16引腳與單片機(jī)的復(fù)位信號端RST相連，MCU高電平發(fā)出幾個(gè)脈沖就觸發(fā)播放第幾個(gè)聲音，需要注意的是:DATA端在每次發(fā)脈沖控制數(shù)據(jù)前，需先發(fā)RST復(fù)位信號讓W(xué)TBO15復(fù)位，這樣才能保證語音芯片的正常工作[18]。它主要由前照燈、尾燈和儀表照明燈及控制開關(guān)等組成。EDM1190A段碼式液晶顯示器模塊由LCD液晶顯示器、驅(qū)動電路、8位CPU接口電路構(gòu)成。5V提供給單片機(jī)以及其他邏輯控制電路，采用三端穩(wěn)壓器7805實(shí)現(xiàn)。調(diào)速電路原理如圖15所示，手柄有三個(gè)端口，一個(gè)接電源，一個(gè)接地，最后一個(gè)由旋轉(zhuǎn)手柄可以得到變化的輸出電壓信號UN。同時(shí)繞線電阻兩端電壓再送給U5B并與已知電壓比較，比較器的門限值由R34, R35分壓得到，一旦超出預(yù)定值便發(fā)出過流輸出信號給MCU, MCU便發(fā)出中斷指令，完成過流保護(hù)[16]。圖12所示為電壓檢測電路，本系統(tǒng)通過采樣電池的端電壓，并對信號進(jìn)行簡單濾波后輸入單片機(jī)的ADC口，用軟件進(jìn)行比對，當(dāng)小于某個(gè)設(shè)定值（）時(shí)，立即采取措施，關(guān)閉電源，從而實(shí)現(xiàn)對電池電壓的檢測及對蓄電池的必要保護(hù)[15]。IR2130具有6路輸人信號和6路輸出信號，且只需一個(gè)供電電源即可驅(qū)動三相橋式逆變電路的6個(gè)功率開關(guān)器件，使整個(gè)驅(qū)動電路更加簡單可靠，IR2130與全橋逆變電路的連接如圖11所示。+ DC V3 D2 D5 V4 V1 D1 D4 V2 V5 D3 D6 V6 A B C 圖9 無刷直流電動機(jī)星型連接全橋驅(qū)動結(jié)構(gòu)原理圖全橋型逆變電路有六個(gè)功率開關(guān)器件，若每個(gè)開關(guān)器件都用一單獨(dú)的驅(qū)動電路驅(qū)動，則造成系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜且可靠性也會下降。功率開關(guān)管選用高速型MOSFET器件IRF540，它內(nèi)阻低、熱阻小，因此運(yùn)行功耗低，適合輸出級使用，具體參數(shù)如下：VDS =100V、VDGR =500V、 ICM= 28A、RDS =0. 7 Ω 、PCM =150W。180176。電角度區(qū)域內(nèi)，兩個(gè)工作的功率管器件或者都開通，或者都關(guān)斷。PWM調(diào)節(jié)是一種根據(jù)能量沖量等效原理，通過將固定不變的系統(tǒng)電壓斬成占空比可變的PWM波，通過改變占空比來改變電機(jī)電樞兩端的平均電壓的電壓調(diào)節(jié)方式。表2為逆變器功率管導(dǎo)通表。和120176。圖 5 三相位置信號系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子位置信號是通過無刷直流電動機(jī)本身自帶的霍爾元件來檢測的，由于霍爾元件是集電極開路輸出，其輸出信號經(jīng)過上拉電阻得出位置方波信號，再送到單片機(jī)控制器的控制引腳進(jìn)行位置信號的捕捉，圖6示。 360176。PB0/PBl/PB2為霍爾信號采集輸入口，PB3為剎車信號輸入口，PB5為LED驅(qū)動口，PC6為RST復(fù)位腳。AREF為ADC的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。端口D為8位雙向I/O口，作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。(2)端口C (PC5~0)。ATmega88接收電機(jī)的霍爾位置傳感器信號，對其進(jìn)行譯碼，以決定換相順序，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的電子換相。 480176。如此反復(fù)循環(huán)，電動機(jī)即可旋轉(zhuǎn)起來[5]。位置傳感器的跟蹤轉(zhuǎn)子與電機(jī)轉(zhuǎn)軸相聯(lián)接。因此，設(shè)計(jì)了一個(gè)以AVR系列的 ATmega88 單片機(jī)為控制核心，利用無刷直流電機(jī)的特性實(shí)施 PWM單極調(diào)制，并具備速度顯示和聲光報(bào)警功能的電動自行車控制系統(tǒng)。其中，控制器決定了電動車的操控性能。長期以來在要求調(diào)速的地方，特別是在冶金、機(jī)械制造、輕工等工業(yè)對調(diào)速性能指標(biāo)要求較高的場合中得到廣泛應(yīng)用。 ATmega88 。系統(tǒng)各個(gè)部分的控制電路基于ATMEL公司的AVR系列ATmega88單片機(jī)。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。本人簽名： 日期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 摘 要目前電動車中使用的電動機(jī)一般有直流電動機(jī)、感應(yīng)電動機(jī)、開關(guān)磁阻電動機(jī)以及永磁無刷直流電動機(jī)等。主要工作如下:硬件部分包括電源電路、MOSFET驅(qū)動電路、轉(zhuǎn)速及位置檢測電路、PWM控制電路、電流檢測電路、速度給定及顯示電路、照明電路、保護(hù)電路等。由于電動自行車自身所具有的優(yōu)點(diǎn)和近幾年來行業(yè)內(nèi)技術(shù)的不斷進(jìn)步，決定了其將會有較為廣闊的市場前景，尤其在中國這個(gè)人口大國，更是有它的用武之地。在電子技術(shù)和電子元器件取得突破性進(jìn)展之后，交流異步電動機(jī)的調(diào)速問題得到解決，交流異步電動機(jī)作為驅(qū)動元件的方案也被電動車輛采用。模擬控制系統(tǒng)由于模擬電路中不可避免的存在參數(shù)漂移和參數(shù)不一致等問題，加上線路復(fù)雜、調(diào)試不便等因素，使電機(jī)的可靠性和性能受到影響，在電動自行車控制器中己經(jīng)不采用了。目前，我國市場上國產(chǎn)電動自行車的品種規(guī)格較多，驅(qū)動多數(shù)用有刷或無刷的輪式直流電機(jī)，工作電壓為24V, 36V或48V，功率在150W~400W之間；正常工作時(shí)，36 V電機(jī)的額定電流在4. 5~ 5 A，對24 V電機(jī)的定額電流為6. 25~7. 5 A 。在圖1中，三只光電器件a, b和c的安裝位置各相差120176。電角度。調(diào)速系統(tǒng)主要包括：電源電路、MOSFET驅(qū)動電路、電壓檢測、電流檢測及保護(hù)電路、轉(zhuǎn)速及位置檢測電路、剎車制動、聲光報(bào)警、速度顯示等電路。它的常用引腳功能如下：(1)端口B (PB7~0)。其中PC6/RESET 引腳當(dāng)RSTDISBL位被編程時(shí)，可將PC6作為一個(gè)I/O口使用。AVCC為A/D轉(zhuǎn)換器的電源。ATmegg88由于采用了小引腳封裝(DIP28或TQEP/MLF32 )，所以其價(jià)格僅與低檔單片機(jī)相當(dāng)，具有極高的性價(jià)比。 60176。經(jīng)過濾波后的脈沖信號如圖5所示,它們是脈寬為180176。電角度都有一次換相，只要測得兩次換相的時(shí)間間隔△t，就可以計(jì)算出電機(jī)換相期間的平均角速度[9]。60176。電機(jī)101 100 110 010 011 001數(shù)組序號0 1 2 3 4 5 表2 逆變器功率管導(dǎo)通表狀態(tài)1 狀態(tài)2 狀態(tài)3 狀態(tài)4 狀態(tài)5 狀態(tài)6導(dǎo)通的功率管V1 V4 V1 V6 V3 V6 V3 V2 V5 V2 V5 V4定子導(dǎo)通相AB AC BC BA CA CB 轉(zhuǎn)速控制方法 電機(jī)的調(diào)速原理直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速的表達(dá)式見公式(1)： 公式(1)式中 U——電樞端電壓；I——電樞電流； R——電樞電路總電阻； ——每極磁通量； K——電動機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)由此可知，直流電動機(jī)的調(diào)速方法有三種：調(diào)節(jié)電樞供電電壓U，改變電機(jī)的主磁通改變電樞回路電阻R。本系統(tǒng)是在PWM調(diào)壓調(diào)節(jié)方式的基礎(chǔ)上來構(gòu)建無刷直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的。 120176。 0 120176。采用全橋逆變器的無刷直流電機(jī)在120176。導(dǎo)通方式，即任一時(shí)刻僅有兩個(gè)開關(guān)處于閉合狀態(tài)。單片機(jī)根據(jù)霍爾傳感器輸人信號經(jīng)內(nèi)部邏輯處理輸出6個(gè)控制信號，分別送到IR2130的2~7管腳，經(jīng)IB2130內(nèi)部處理產(chǎn)生6路驅(qū)動信號分別驅(qū)動逆變電橋中6個(gè)功率MOSFET管。放大器用來實(shí)時(shí)放大電流信號，放大后的信號提供給單片機(jī)進(jìn)行AD采樣轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換所得數(shù)字用來控制電流不超過我們所允許的值。此過程可以通過單片機(jī)的定時(shí)器采用連續(xù)增減計(jì)數(shù)方式時(shí)周期匹配事件啟動ADC轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)。在圖中J4, J5和J6分別與轉(zhuǎn)把上的調(diào)速線相連，J4為轉(zhuǎn)把電源線，與5V相連，J5與轉(zhuǎn)把信號輸入線相連，其輸入的是0~4V的模擬電壓，J6為轉(zhuǎn)把接地線。大容量的C2C2C2C30是電解電容，以減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。（1）和（2）兩個(gè)EDM1190A的數(shù)據(jù)輸入管腳DIN端都與單片機(jī)的PC2口相連。本系統(tǒng)的核心器件為WTBO15語音芯片。 圖20 剎車電路4 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)一個(gè)完備的控制系統(tǒng)，不僅需要有硬件電路作為支撐，還需要有軟件部分的配合與支持才能正常工作。由于剎車制動時(shí)采用的是按鍵，因此需要進(jìn)行查詢中斷，來判斷是否需要進(jìn)行剎車制動從而進(jìn)行保護(hù)。速度、電流控制程序大致的工作過程如下，單片機(jī)以每10ms50ms為一周期循環(huán)檢測調(diào)速轉(zhuǎn)把輸出的電壓，檢測到的電壓經(jīng)AD采樣后通過控制程序的相關(guān)算法轉(zhuǎn)化成PWM的占空比，PWM占空比值越大則加載到電機(jī)兩端的電壓就越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，當(dāng)PWM占空比達(dá)到100%無法通過調(diào)節(jié)電壓來改變轉(zhuǎn)速時(shí)，通過調(diào)節(jié)電機(jī)中的相電流大小來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速[20]。功率器件專用驅(qū)動芯片IR2130使得電機(jī)驅(qū)動電路得以簡化，減少了外圍元件，提高了控制器可靠性。正是他們始終如一的支持和關(guān)懷，才使我能夠全心全意地完成學(xué)業(yè)，在此表達(dá)我對他們誠摯的謝意!